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03.07.2018 | Anlagenbau | Im Fokus | Onlineartikel

Eine Fabrik für unterwegs

Autor:
Dieter Beste

Künftig können Unternehmen flexibel an Standorten in Kundennähe produzieren. Forscher haben dafür eine komplette Produktionslinie in einen Container integriert, der sich per Lkw an jeden beliebigen Ort verfrachten lässt.

Flexibel produzieren – das zahle sich zum Beispiel bei medizinischen Produkten in die Nähe einer Klinik aus, so das Kalkül der Entwickler einer mobilen Fabrik im EU-Projekt CassaMobile. Als Anwendungsfall nennen sie etwa einen komplizierten Beinbruch, bei dem die Knochen verschraubt werden müssen. Vielfach nutzen Chirurgen dafür Knochenbohrschablonen, die individuell für den Patienten angefertigt werden. Da nun jedoch solche Knochenbohrschablonen nur an wenigen Standorten gefertigt werden, könne es bis zu einer Woche dauern, bevor sie im Krankenhaus ankommen.

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Künftig ließen sich solche und viele weitere Produkte nah am Endanwender herstellen – etwa in der Nähe von Krankenhäusern. An der Entwicklung von CassaMobile, der Fabrik im Container für die kundenspezifische Produktion, waren zwölf europäische Unternehmen und Institute unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) beteiligt. In seinem Inneren verberge sich eine intelligente Minifabrik, heißt es in einer Mitteilung des IPA. So ließen sich beispielsweise Knochenbohrschablonen im 3D-Druck fertigen, in einer Fräse nachbearbeiten, qualitativ überprüfen und steril verpacken.

Aufstellen, anschließen – und produzieren

Für die Herstellerfirmen bietet die mobile Fabrik verschiedene Vorteile. Zum einen die große Flexibilität: Die Abmessungen des Containers haben die Forschenden bewusst so gewählt, dass er gerade noch ohne Eskorte über die Straßen gefahren werden kann. Die Unternehmen brauchen ihr Equipment nur einmal anzuschaffen und können es dort einsetzen, wo sie es benötigen – somit sparen sie Geld und schonen die Umwelt. Vor Ort kann es dann sofort losgehen: Der Container wird voll ausgestattet zu seinem Bestimmungsort transportiert, dort braucht er dann nur noch Strom, Wasser und Druckluft.

The CassaMobile – Flexible Mini-Factory for local and customized production in a container – project developed a new kind of local, flexible and environmentally friendly production system for highly customized parts based on a combination of different manufacturing processes. The production is based on a modular architecture that includes mechanical and control system adaptation by means of a service-oriented architecture (SoA) system." Multi-Disciplinary Engineering for Cyber-Physical Production Systems, Seite 191.

Flexibilität durch modularen Aufbau

Die Fabrik sei bewusst modular aufgebaut worden, sagt Raphael Adamietz, Projektleiter am IPA. Die Prozesskette lasse sich flexibel ändern oder erweitern, einzelne Module könnten auch weggelassen werden. Kernmodul der Produktionsanlage ist ein 3D-Drucker, der am IPA entwickelt wurde. Damit können die Nutzer dreidimensionale freigeformte Strukturen aus Kunststoff herstellen. Eine Kamera überwacht den gesamten Druckvorgang und hilft, Fehler sofort zu korrigieren. Das reduziert Ausschuss, verbessert die Qualität und spart aufwendige manuelle Kontrollen. Die produzierten Bauteile sind daher bereits sehr exakt. Sollte eine Oberfläche einmal nicht ideal sein, kann sie über ein Fräsmodul nachbearbeitet werden. Sind sterile Produkte gefordert wie bei der Knochenbohrschablone, so wird das Produkt nass gereinigt, mit Wasserdampf sterilisiert und steril verpackt. Damit die Luft im Container rein ist und bleibt, wird sie ständig umgewälzt und durch Luftfiltereinheiten gedrückt, die Verunreinigungen herausfischen. Ein zentraler Rechner verbindet alle Komponenten und steuert das gesamte Produktionssystem.


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